34、数字信号处理器（DSP）全面解析

数字信号处理器（DSP）全面解析

1. 引言

在 1975 - 1985 年间，众多仪器设计师意识到了微处理器在仪器设计中的价值。像数字存储示波器、函数发生器和频率计数器等早期仪器家族，都开始采用微处理器子系统。高性能模拟示波器也是利用微处理器子系统来增加附加功能和提升性能的典型例子。而快速傅里叶变换（FFT）分析仪则是使用数字信号处理器（DSP）的另一类仪器。

早期的 4 位和 8 位微处理器已发展成 16 位、32 位和 64 位的组件，具备复杂指令集计算机（CISC）或精简指令集计算机（RISC）架构。DSP 可被视为 RISC 架构的特殊情况，有时也是 CISC 系统为满足实时信号处理需求而并行发展的产物。在过去二十年里，数字信号处理领域从理论起步发展成强大的实用工具，并成熟为一种经济且成功的技术。早期，音频及同频段的许多常见信号推动了 DSP 的发展。20 世纪 70 年代，人们通过专门开发的数字硬件实现了信号处理算法，尤其是滤波器和快速傅里叶变换（FFT）算法。到 20 世纪 90 年代末，DSP 的市场主要由无线、多媒体等应用带动。据行业估计，到 2001 年，DSP 市场预计增长到约 91 亿美元，目前，通信领域占据了 DSP 应用的一半以上。

随着数据转换器集成电路（IC）和其他混合信号组件的快速发展，模拟实时信号可转换为数字信号，仪器设计师看到了在仪器中使用 DSP 芯片的优势。FFT 分析仪、最新的数字存储示波器（DSO）系列和新的频谱分析仪等，都利用这些低成本部件实现了数字化信号的实时处理。在许多情况下，仪器内部同时使用了 DSP 和微处理器芯片。

2. 什么是 DSP？

数字信号处理器（DSP）接受一个或多个离